Il sistema di riscaldamento, ventilazione e aria condizionata (HVAC) di qualsiasi edificio è come il sistema respiratorio di un essere umano. Controlla il movimento, la qualità e la temperatura dell'aria per ventilare, riscaldare e raffreddare l'organismo. L'energia viene consumata dalle parti del sistema che riscaldano e raffreddano l'aria e il movimento dell'aria con i ventilatori richiede energia. L'aria o l'acqua vengono riscaldate o raffreddate mediante il contatto diretto con il calore o i refrigeranti e spinte attraverso percorsi (condotti o tubi), che fuoriescono attraverso le aperture o le aperture finché non si sposta attraverso la struttura. L'aria o l'acqua ritorna quindi alla sua origine per essere nuovamente riscaldata o raffreddata. Schemi di ventilazione ben progettati aiutano la circolazione, introducono aria fresca e controllano l'accumulo di anidride carbonica (un sottoprodotto della respirazione umana), monossido di carbonio (da fonti di combustione) e vari gas tossici da materiali da costruzione e attività domestiche. Sistemi HVAC ben progettati, filtri passivi, isolamento e gravità rendono il sistema più efficace ed efficiente. Nuove pratiche e sistemi di conservazione che utilizzano energie alternative sono stati progettati per migliorare l'efficienza.
Come funziona un sistema HVAC?L'idea di base
Una presa di calore in un sistema ad aria forzata.Riscaldamento
Un camino e un condotto (a sinistra) si innalzano da una fornace a gas.Il calore può essere diretto o forzato in natura. I sistemi diretti portano il calore direttamente in una zona, utilizzando sistemi idronici (vapore o acqua calda) o elettrici radianti a pavimento, battiscopa o radiatori. I sistemi ad aria forzata riscaldano l'aria in una fornace usando gas o elettricità e quindi la forzano in tutto l'edificio usando uno o più ventilatori. Il riscaldamento ad aria forzata si basa su un "ritorno" di aria fredda nella fornace e molti sistemi di aria forzata hanno due serie di condotti e prese --- una di aria calda in circolazione e una di prese d'aria sul pavimento o vicino al pavimento per restituire l'aria più fredda che sprofonda. Il calore può anche essere generato da una "pompa di calore" (chiamata anche scambiatore), un generatore più efficiente che utilizza la compressione e la condensazione per estrarre calore dall'aria quando fa freddo. Le pompe di calore possono utilizzare il calore dell'aria o del suolo (geotermico) ma perdono efficienza quando la temperatura esterna è molto più fredda o più calda dell'aria interna, rendendole un complemento efficiente per i sistemi HVAC in alcune aree.
Raffreddamento
Un'unità centrale di condizionamento d'aria è sostanzialmente una pompa di calore a senso unico.Gli ingegneri ambientali e altri professionisti del controllo climatico utilizzano spesso "HVAC-R" o riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria e refrigerazione al posto del vecchio HVAC perché la refrigerazione è diventata così importante per i sistemi HVAC. Le tradizionali unità di condizionamento dell'aria sono costituite da un compressore e un condensatore che fa scorrere il refrigerante raffreddato attraverso una scatola chiamata "gestore dell'aria" nel sistema di ventilazione dell'edificio, utilizzando il ventilatore nel forno per forzare l'aria raffreddata attraverso il condotto verso le aperture esistenti. Una pompa di calore è fondamentalmente un condizionatore d'aria a due vie e le pompe di calore rendono i condizionatori d'aria più efficienti rispetto ai riscaldatori. Laddove non vi siano condotte (a causa di un sistema di riscaldamento diretto idronico o elettrico), è necessario installare un sistema di ventilazione o sistemi specializzati noti come climatizzazione senza condotto "mini-duct" o "mini-split". Questi sistemi gestiscono piccoli condotti che utilizzano ventilatori ad alta pressione o fanno funzionare il refrigerante stesso verso un dispositivo di trattamento dell'aria con un ventilatore in ogni stanza da raffreddare.
